云霄礦井凍結(jié)施工組織設(shè)計(jì)

PAGE序號項(xiàng)目名稱單位主井副井備注1沖積層埋深m420.35403.92井筒凈直徑mφ5.0φ5.53井壁厚度m≤1.55≤1.604井筒掘砌荒徑mφ6.7～8.25φ7.2～8.85含壁后泡沫板5凍結(jié)深度外圈m470/430470/414短腿進(jìn)入風(fēng)化帶10m左右輔助孔m430414穿過沖積層防片孔m320300根據(jù)第二次井壁變截面調(diào)整6控制層位m420.35403.9凍結(jié)管規(guī)格：外圈、輔助孔≤300mφ140×6mm，≥300mφ159×7mm；防片孔φ140×6mm。塑料管：φ75×6mm7控制層凍結(jié)壁厚度m7.0m7.4m8凍結(jié)壁平均溫度℃-15-159凍結(jié)圈徑外圈mφ17.8φ18.8輔助孔mφ12φ12.5防片孔mφ9.6φ10.010孔數(shù)外圈個(gè)20/2021/21輔助孔個(gè)2324防片孔個(gè)111111開孔間距外圈m1.331.34輔助孔m1.791.78防片孔m2.742.8512凍結(jié)孔偏斜及最大孔間距m300m以上鉆孔偏斜率≤2.5‰；300m以下按靶域施工,靶域半徑0.7m,凍結(jié)孔向內(nèi)偏斜≤300mm。最大孔間距表土段：外圈孔≤2.5m，輔助孔、防片孔按偏斜及靶域要求；基巖段≤4.5m13測溫孔m/個(gè)421/2、470/1、460/1404/2、470/1、460/1規(guī)格φ108×6㎜14水文孔m/個(gè)240/1、320/1240/1、325/1水文管φ140×615鉆孔工程量m33782341596794116井筒需冷量104Kcal/h41341817凍結(jié)站標(biāo)準(zhǔn)制冷量2863最大用電負(fù)荷11000KVA18鹽水溫度℃-30～-33工期d3853851造孔d1001002地溝槽d15153開機(jī)至試挖d85854試挖至開挖d2020試挖20m5開挖至停機(jī)165165要求成井80m/月霄云礦井凍結(jié)施工組織設(shè)計(jì)表01霄云礦主、副井凍結(jié)設(shè)計(jì)參數(shù)編制依據(jù)⑴濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)霄云煤礦主檢鉆孔柱狀圖；⑵濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)霄云煤礦副檢鉆孔柱狀圖；⑶濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)霄云煤礦主、副井井筒打鉆凍結(jié)招標(biāo)文件；⑷濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)霄云煤礦工業(yè)場地總平面布置圖；⑸業(yè)主提供的其它資料等。有關(guān)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及參考資料⑴《礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》，GBJ213—90；⑵《煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》，MT5009—94；⑶《煤炭工業(yè)建設(shè)工程質(zhì)量技術(shù)資料管理規(guī)定》；⑷《煤炭工業(yè)煤礦井井巷工程、建筑安裝單位工程質(zhì)量保證資料評級辦法》；⑸《建井工程手冊》第四冊凍結(jié)部分；⑹《煤礦安全規(guī)程》（2005年執(zhí)行）；⑺參考《凍結(jié)技術(shù)規(guī)程》（審查意見稿）、《建井技術(shù)》等相關(guān)技術(shù)文件和資料第一章礦井概況1.1工程概況霄云煤礦位于金鄉(xiāng)縣霄云鎮(zhèn)境內(nèi)，工業(yè)廣場北距棗曹線省道1600m，西距105國道18公里，交通便利，交通便利。礦井地質(zhì)儲量10120萬噸，可采儲量4825萬噸，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬噸/年，立井開拓，在工業(yè)廣場內(nèi)布置主、副兩個(gè)井筒。地面自然標(biāo)高＋37.2m,井口設(shè)計(jì)標(biāo)高+37.5m。井筒主要技術(shù)特征見下表。表02霄云礦井主、副井井筒主要技術(shù)特征表序號項(xiàng)目單位主井副井備注井口位置Xm3863850.0003863840.000Ym20444695.00020444790.0001井口標(biāo)高m39.539.52井筒車場水平m暫定-790暫定-7903井筒凈直徑mφ5.0φ5.54井筒凈斷面積m19.623.445最大井壁厚度m21.551.606最大掘砌荒徑m8.39.07表土厚度m420.35403.98設(shè)計(jì)凍結(jié)深度m470470業(yè)主要求1.2地質(zhì)概況1.2.1地層表03井筒檢查孔揭露地層深度統(tǒng)計(jì)表孔號第四系Q上第三系N下第三系E石河子組P主檢236.1420.5455.8791.00副檢240.4401.9466.3830.8主、副井只存在弱風(fēng)化帶，無強(qiáng)風(fēng)化帶，主檢孔埋深為456.2m，副檢孔埋深為449.38m，1.2.2第四系流向流速第四系35m內(nèi)地下水的流向?yàn)楸蔽鞅?60，水力坡度7.69％，2005年9月11日10時(shí)潛水位標(biāo)高＋32.75～＋33.80m，地面河流水補(bǔ)給第四系潛水。1.2.3地溫根據(jù)地址鉆孔測定地溫梯度為2.81℃/100m。1.3凍土試驗(yàn)表04凍土試驗(yàn)取土層位深度表土層序號試樣深度（m）土性層厚（m）1204.00～215.90粘土11.902215.90～228.30粉細(xì)砂12.403246.60～260.00粘土13.44331.10～348.50粘土17.45349.95～356.00砂質(zhì)粘土6.056381.20～389.40砂質(zhì)粘土8.207390.30～417.60粘土27.3注：（1）表中：1～3層為井筒1號檢查孔樣品；4～7層為2號檢查孔樣品；（2）第4層土樣為2號檢查孔凍1樣品；第5層土樣為2號檢查孔凍2樣品；第6層為2號檢查孔凍3和凍4樣品；第7層土樣為2號檢查孔凍5、凍6和凍7樣品。表05樣品凍結(jié)試驗(yàn)結(jié)冰溫度土樣編號取樣深度（m）取樣名稱凍結(jié)溫度（℃）備注1208.35～208.55粘土-1.72216.10～216.30粉細(xì)砂-0.43246.80～247.00粘土-0.74334.00～334.20粘土-3.05391.90～392.10砂質(zhì)粘土-2.56405.70～405.90砂質(zhì)粘土-2.87411.80～412.00粘土-1.5表06凍土凍脹力、凍脹率試驗(yàn)結(jié)果樣品分組土層名稱取樣深度（m）凍脹力試驗(yàn)凍脹率試驗(yàn)凍脹力（MPa）平均值凍脹率（％）平均值1粘土204.00～215.900.660.681.901.800.701.802粉細(xì)砂215.90～228.300.810.842.302.200.862.103粘土246.60～260.000.750.761.401.500.771.704粘土331.10～348.500.890.883.203.000.902.805砂質(zhì)粘土349.95～356.000.690.672.002.100.652.206砂質(zhì)粘土381.20～389.400.520.552.602.500.582.507粘土390.30～417.600.810.783.163.100.753.05表07凍土單軸瞬時(shí)抗壓強(qiáng)度地層分組土性深度（m）試驗(yàn)溫度-5℃-10℃-15℃-20℃單軸強(qiáng)度MPa平均值MPa單軸強(qiáng)度MPa平均值MPa單軸強(qiáng)度MPa平均值MPa單軸強(qiáng)度MPa平均值MPa1粘土204.00～215.901.541.732.752.924.134.136.136.081.792.884.255.711.853.144.016.402粉細(xì)砂215.90～228.303.133.306.045.878.318.399.969.653.466.458.469.083.305.138.409.913粘土246.60～260.002.202.203.643.334.494.555.425.532.083.594.245.932.322.774.945.234粘土331.10～348.501.441.662.752.833.713.534.304.291.752.693.534.691.803.053.353.905砂質(zhì)粘土349.95～356.001.671.661.952.143.553.414.544.451.692.163.264.381.612.303.424.436砂質(zhì)粘土381.20～389.401.741.782.022.224.274.336.636.391.722.354.336.391.892.294.396.147粘土390.30～417.601.811.842.582.583.813.734.114.361.682.403.704.082.032.763.694.881.4地層特點(diǎn)⑴粘土層埋藏深且連續(xù)厚度大，主井317.6～420.35m(厚102.75m),副井322.03～403.9m(厚81.87m)；⑵整體來看凍土單軸抗壓強(qiáng)度值偏小，尤其是下部粘土地層；⑶從應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線可以看出：破壞應(yīng)變大多在8％以內(nèi)，因此，凍土的破壞應(yīng)變??；⑷粘土地層的凍結(jié)溫度偏高，下部粘土層約在-1.5～-3.0℃之間，尤是331～348m粘土地層（第四組樣品），樣品凍結(jié)溫度為-3.0℃；第二章凍結(jié)技術(shù)方案2.1設(shè)計(jì)目的⑴設(shè)計(jì)的凍結(jié)壁厚度和強(qiáng)度滿足井筒安全掘砌施工的要求，井筒掘砌中不發(fā)生因凍結(jié)壁原因引起的人員和工程質(zhì)量事故。⑵設(shè)計(jì)應(yīng)確保基巖段封水及凍結(jié)巖帽的形成⑶根據(jù)國內(nèi)外及本公司深厚表土凍結(jié)井施工經(jīng)驗(yàn)，以滿足凍結(jié)壁強(qiáng)度，防止凍結(jié)壁變形及凍結(jié)管斷裂為目的，選擇合理的施工方案及施工參數(shù)。⑷以施工安全為前提，減少工程量、提高工程效率、降低工程造價(jià)，達(dá)到安全、快速、高效的施工目的。2.2凍結(jié)方式根據(jù)目前國內(nèi)同類型礦井凍結(jié)方式并結(jié)合霄云礦井主、副井實(shí)際情況，確定主、副井均采用主圈孔、輔助孔加防片孔凍結(jié)方案。2.3凍結(jié)深度根據(jù)業(yè)主要求，主、副井凍結(jié)深度均為470m（業(yè)主要求）。2.4凍結(jié)壁設(shè)計(jì)2.4.1凍結(jié)壁設(shè)計(jì)原則按兩種極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，一是凍結(jié)壁的極限承載能力；二是凍結(jié)壁極限允許變形狀態(tài)。前者對砂層較合適，因?yàn)樯皩觾鼋Y(jié)壁具有脆性斷裂的特性，因此其承載能力必須得到滿足，否則可能出水冒砂。后者適用于深厚粘土層，因?yàn)閷τ谡惩翆觾鼋Y(jié)壁厚度及強(qiáng)度必須滿足變形條件，防止出現(xiàn)過大變形而導(dǎo)致凍結(jié)管斷裂，鹽水漏失融化凍結(jié)壁，危及井筒安全。2.4.2基本設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)①凍結(jié)壁內(nèi)半徑：主井R主=4.1m、副井R副=4.43；②地壓值（采用水土懸浮公式）：P=0.013H（MPa），為安全期間控制層深度H均取最大表土深度，即主井420.35m、副井403.9m；③凍結(jié)壁平均溫度（控制層）：根據(jù)目前國內(nèi)已施工同類型深厚表土凍結(jié)井實(shí)際凍結(jié)情況，取控制層凍結(jié)壁平均溫度：主井Tc主=-15℃、副井Tc副=-15℃；④凍土抗壓強(qiáng)度：根據(jù)手冊單軸抗壓強(qiáng)度選??；⑤凍土發(fā)展速度：參照附近梁寶寺礦井、金橋礦井、花園礦井實(shí)際凍土發(fā)展速度，選取霄云主、副井控制層凍土發(fā)展速度砂層向內(nèi)20mm/d、向外15mm/d，粘土層向內(nèi)16mm/d、向外13mm/d。⑥井幫溫度（控制層）：砂層Tn=-11～13℃；粘土層Tn=-10～-12℃⑦鹽水溫度：Tb=-30～-33℃；⑧沖積層最大孔間距：L≤2.5m。⑨強(qiáng)度安全系數(shù)，k=2～2.5；⑩掘砌段高，從保證安全和方便施工兩方面考慮，控制層暴露段高300m以下取h=2.0～2.5m；⑾工作面凍結(jié)狀態(tài)系數(shù)；η=√3（工作面未凍結(jié)時(shí)）～√3/2（工作面凍實(shí)時(shí)）；設(shè)計(jì)取主井η=1.3、η=1.5；2.4.3凍結(jié)壁厚度由于目前國內(nèi)外對400m以下深厚表土凍結(jié)井凍結(jié)壁厚度設(shè)計(jì)沒有較為成熟的計(jì)算理論，設(shè)計(jì)采用兩種方法計(jì)算凍結(jié)壁厚度：一是通過現(xiàn)有計(jì)算公式計(jì)算；二是采用類比法，與國內(nèi)外已施工的深厚表土凍結(jié)井比較，綜合確定凍結(jié)壁厚度。⑴現(xiàn)有計(jì)算公式計(jì)算凍結(jié)壁厚度多姆克公式：E=Ra[0.29（P/σs）+2.3（P/σs）2]維亞若夫—扎列茨基有限段高公式：E=ηPh/σs里別爾曼公式：E=KγHh/σs《煤炭凍結(jié)法鑿井技術(shù)規(guī)程》中的強(qiáng)度公式：E＝【k√3（1－ξ）Ph】/σs國內(nèi)數(shù)理統(tǒng)計(jì)公式：E=0.04RaH0.61表08凍結(jié)壁厚度計(jì)算結(jié)果表序號計(jì)算公式單位主井副井備注1多姆克公式m6.026.2取手冊強(qiáng)度,2維亞若夫公式m6.06.653里別爾曼公式m6.77.14凍結(jié)法鑿井技術(shù)規(guī)程m6.66.915國內(nèi)數(shù)理統(tǒng)計(jì)公式m6.537.02⑵表09國內(nèi)同類型深厚表土凍結(jié)井凍結(jié)壁厚度比較表礦井名稱井筒凈徑（m）掘砌荒徑（m）表土深度（m）凍結(jié)深度（m）凍結(jié)壁平均溫度（℃）凍結(jié)壁厚度（m）開機(jī)至開挖天數(shù)（d）金橋主井4.57.5376.4412-126.0690副井5.08.2383.1412-126.66120梁寶寺主井5.07.9370.9461-125.770副井6.510.1371.6461-126.772陳四樓主井5.07.6369435-105.3150副井6.59.8373435-106.3180濟(jì)西主井4.57.3457.78488-147.5副井5.08.0458.7488-147.6元氏副井6.08.8360.7410-105.8渦北主井5.08.2413.9476-126.8副井6.510.1410.5470-127.0花園主井4.58.15476.8512-208.3正在施工副井5.08.65476.8512-208.7正在施工李堂主井5.08.15427.42467-156.6未開工副井5.08.15430.03470-156.6未開工根據(jù)計(jì)算并結(jié)合國內(nèi)外已施工或正在施工的深凍結(jié)井凍結(jié)壁設(shè)計(jì)厚度，確定霄云主、副井控制層凍結(jié)壁厚度為：主井E主＝7.0m、副井E副＝7.4m(掘砌段高≤2.0m，空幫時(shí)間≤24h)。2.4.4凍結(jié)壁（強(qiáng)度）平均溫度校核采用國內(nèi)目前普遍采用的單排孔凍結(jié)壁平均溫度計(jì)算公式——成冰公式，加修正值計(jì)算。TC=Tb[1.135-0.352√L–0.875/3√E+0.266√L/E]-0.466+0.25Tn－2.5主井控制層TC=-15.1℃、副井控制層TC=-15.3℃；控制層凍結(jié)壁強(qiáng)度能滿足設(shè)計(jì)要求。2.5凍結(jié)孔深度2.5.1主孔深度：主井長腿470m、短腿430m；副井長腿470m、短腿414m；2.5.2輔助孔深度：主井430m；副井414m；2.5.3防片孔深度：由于上部井壁較?。?.85m），輔助孔上部離荒徑較遠(yuǎn)（約2.6m），上部凍土因動(dòng)水及空氣影響發(fā)展速度較慢，試挖時(shí)間又短，開挖時(shí)凍土離荒徑遠(yuǎn)易出現(xiàn)片幫，影響井壁質(zhì)量和施工安全及施工速度，增加工程成本。借鑒附近礦井凍結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，設(shè)置防片孔，深度主井320m、副井300m（自然地坪算起，深度到井壁第二2.6凍結(jié)孔偏斜深厚表土層凍結(jié)井施工中，凍結(jié)孔施工質(zhì)量的好壞直接影響凍結(jié)工程的成敗。為保證凍結(jié)壁均勻穩(wěn)定和凍結(jié)工期，根據(jù)招標(biāo)文件要求及霄云實(shí)際地質(zhì)情況并結(jié)合當(dāng)前凍結(jié)鉆孔實(shí)際施工水平，對凍結(jié)孔偏斜提出如下要求：2.6.1鉆孔垂直度：300m以上鉆孔偏斜率≤2.0‰；300m以下按靶域施工,靶域半徑0.7m,凍結(jié)孔向內(nèi)偏斜≤300mm。最大孔間距表土段：主孔≤2.5m，輔助孔、防片孔按偏斜及靶域要求；基巖段≤4.5m。以上條件必須同時(shí)滿足。2.6.2孔位偏值：徑向向外0～25㎜，切向±25㎜。2.6.3鉆孔深度必須保證凍結(jié)管下管深度不得小于設(shè)計(jì)深度0.5m。2.7凍結(jié)孔布置2.7.1凍結(jié)圈徑①主孔圈徑D=D荒+2（0.6E+γH）結(jié)合凍土發(fā)展速度、掘進(jìn)速度、凍土向外發(fā)展距離、凍結(jié)孔實(shí)際偏斜及其它深井凍結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，確定主凍結(jié)孔圈徑：主井為φ17.8m、副井為φ18.8m。②輔助孔圈徑考慮偏斜、井幫溫度及防斷管要求，確定輔助孔圈徑主井φ12m、副井φ12.5m；③防片孔根據(jù)凍結(jié)工期要求及上部凍土發(fā)展速度，并盡可能減少造孔工程量，確定防片孔圈徑主井φ9.6m、副井φ10m。2.7.2凍結(jié)孔數(shù)N=πD/L主井：主孔N外=42個(gè)、輔助孔N輔=21個(gè)、防片孔11個(gè)。副井：主孔N外=44個(gè)、輔助孔N中=22個(gè)、防片孔11個(gè)。2.7.3開孔間距L=πD/N主井：主孔L外=1.33m、輔助孔L中=1.79m、防片孔L防=2.74m。副井：主孔L外=1.34m、輔助孔L中=1.78m、防片孔L防=2.85m；。2.8凍結(jié)管、供液管2.8.1凍結(jié)管凍結(jié)管主孔、輔助孔0～300m采用φ140×6mm20#優(yōu)質(zhì)低碳鋼無縫管，內(nèi)管箍連接，300m以下采用φ159×7mm20#優(yōu)質(zhì)低碳鋼無縫管，內(nèi)管箍連接。防片孔采用φ140×6mm20#優(yōu)質(zhì)低碳鋼無縫管，內(nèi)管箍連接。2.8.2供液管采用聚乙稀塑料軟管，規(guī)格：φ75×6mm。2.9測溫孔布置布置原則：地下水流上方、凍結(jié)壁外側(cè)最大孔間距處；凍結(jié)壁內(nèi)側(cè)界面處；凍結(jié)壁外側(cè)主面、界面處；盡可能均勻布置。主副井各設(shè)計(jì)4個(gè)測溫孔，主井421m/2個(gè)、470m/1個(gè)、460m/1個(gè)；副井404m/2個(gè)、470m/1個(gè)、460m/1個(gè)。測溫孔具體位置根據(jù)凍結(jié)孔偏斜情況而定。測溫孔采用φ108×6mm20#優(yōu)質(zhì)低碳鋼無縫管，內(nèi)管箍連接，管底密封，不試壓、不灌水，確保不滲水。2.10水文孔布置水文孔：主副井各設(shè)計(jì)兩個(gè)水文孔，其中主井240m/1個(gè)、320m/1個(gè)；副井240m/1個(gè)、325m/1個(gè)。水文管規(guī)格：φ140×6mm20#優(yōu)質(zhì)低碳鋼無縫管，內(nèi)管箍連接。第三章 凍結(jié)制冷系統(tǒng)3.1氨系統(tǒng)3.1.1井筒最大需冷量：Qmax=KπdHnq主井：Q主max=KπdHnq=413×104kcal/h＝4802KW；副井：Q副max=KπdHnq=418×104kcal/h＝4861KW；根據(jù)招標(biāo)文件要求，主井先開機(jī)，副井比主井晚開機(jī)一個(gè)月。凍結(jié)站最大熱負(fù)荷出現(xiàn)在主井凍結(jié)2個(gè)月，副井凍結(jié)1個(gè)月之后。此時(shí)主井熱負(fù)荷仍未高峰負(fù)荷，所以按主副井同時(shí)凍結(jié)考慮。主副井最大需冷量為831×104kcal/h＝9663KW。3.1.2凍結(jié)設(shè)備選型根據(jù)公司現(xiàn)有設(shè)備，選取如下制冷設(shè)備：螺桿機(jī) JPLG25IIITA 15臺螺桿機(jī) KA20CBY 15臺蒸發(fā)器 LZ—240 30臺氨液分離器 AF—1400 20臺蒸發(fā)式冷凝器 EXV—Ⅱ—340 15臺中冷器 ZL—10 10臺虹吸罐UZA1.03臺貯液器 ZA—5.0 5臺集油器 YF—100(代) 4臺空氣分離器 KF—2（手動(dòng)） 4臺凍結(jié)主要施工設(shè)備見附表。3.1.3凍結(jié)站最大制冷量凍結(jié)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)制冷能力：2863×104kcal/h＝33291KW；低溫工況：冷凝溫度32℃，鹽水溫度-30℃，蒸發(fā)溫度-35℃。凍結(jié)站壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)臺班安排見附表3.2.鹽水系統(tǒng)⑴鹽水循環(huán)量：Wbr=Q/△t。γbrCbr⑵凍結(jié)管規(guī)格：：dt=√Wbr/2830ωbr.nt+d《⑶鹽水管路直徑：dm=√Wbr/2830ωbr⑷供液管規(guī)格：d’=√Wbr/2830ω.n表10霄云主、副井鹽水系統(tǒng)計(jì)算表序號項(xiàng)目名稱單位主井副井備注1凍結(jié)孔數(shù)個(gè)74772凍結(jié)深度m4704703凍結(jié)管規(guī)格㎜ф140×6、ф159×74鹽水干管長m400400ф377×95配集液圈長m1501506井筒需冷量KW472148267鹽水比重(-15℃)㎏/m3126512658鹽水比熱(-35℃)Kcal/㎏℃0.6450.6459鹽水循環(huán)量m3/h11551155單孔13～15m3/h10鹽水干管規(guī)格㎜ф377×911供液管直徑㎜ф75×612鹽水泵型號設(shè)12SH—6A型鹽水泵6臺，流量918m3/h，揚(yáng)程70m，電機(jī)310KW，，每井2臺工作，1臺備用3.3清水系統(tǒng)⑴新鮮水補(bǔ)充量：W=65m3/h⑵清水泵選擇：選250QJ100—18/1型井用潛水泵2臺（流量100m3/h、揚(yáng)程36m，電機(jī)15KW），1臺運(yùn)轉(zhuǎn)，1臺備用。3.4水源井設(shè)計(jì)凍結(jié)期間水源井最大取水量80m3/h（包括生活用水）。設(shè)計(jì)2口水源井。選200QJ/80—88/8潛水泵（流量80m3/h）2臺，1臺運(yùn)轉(zhuǎn)，1臺備用。3.5凍結(jié)站運(yùn)轉(zhuǎn)消耗材料⑴充氨量(99.8%)：Ga=KQA[1+n(0.05～1)]/1000=160T；⑵冷凍機(jī)油：牌號N46數(shù)量80T；⑶固體氯化鈣用量(濃度95%)：G=1.2gbrvbr/ρ=840T3.6凍結(jié)站供電設(shè)計(jì)凍結(jié)期間由甲方提供10KV電源，通過架空線或電纜接入凍結(jié)站移動(dòng)式配電站。采用就地?zé)o功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)后，最大用電負(fù)荷為11000KVA；選用移動(dòng)式變配電室?guī)?500KVA/10KV/0.4KV變壓器2臺、1600KVA/10KV/0.4KV變壓器4臺。3.7凍結(jié)、制冷系統(tǒng)保溫3.7.1氨系統(tǒng)低溫設(shè)備、管路保溫氨系統(tǒng)低溫設(shè)備包括：氨液分離器、中冷器等，保溫材料用橡塑絕熱保溫材料（≤-10℃厚60mm，≥-10℃厚30mm）進(jìn)行保溫。3.7.2鹽水系統(tǒng)包括：鹽水泵、鹽水箱、鹽水干管、配集液圈等，分別用橡塑絕熱保溫材料（60mm）、聚乙烯保溫板（100mm）等進(jìn)行保溫，鹽水箱底下采用2層100mm聚乙烯保溫板保溫。3.8凍結(jié)站大臨建筑凍結(jié)站大臨主要包括：凍結(jié)機(jī)房、設(shè)備基礎(chǔ)、清水池、配電室、檢修室、交接班室、測溫室及生活用房等，凍結(jié)機(jī)房采用鋼結(jié)構(gòu)廠房，生活用房采用組裝式板房；設(shè)備基礎(chǔ)采用C150素混凝土；清水池采用磚混結(jié)構(gòu)，面積見附表2。3.9凍結(jié)孔處理由于凍結(jié)管深，拔不出來，可用水泥砂漿或細(xì)石混凝土將凍結(jié)管充填密實(shí)。第四章施工工期4.1制冷系統(tǒng)安裝工期⑴設(shè)備基礎(chǔ)施工工期：30天。⑵制冷系統(tǒng)設(shè)備、管道安裝工期：45天。⑶系統(tǒng)試壓試漏、保溫、調(diào)試工期：40天。4.2凍結(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備工作內(nèi)容：地溝槽施工、凍結(jié)器頭部、配集液圈、鹽水干管安裝及鹽水系統(tǒng)試壓試漏安排工期：15天。4.3凍結(jié)工期4.3.1開挖前凍結(jié)時(shí)間根據(jù)霄云礦井實(shí)際地質(zhì)情況，結(jié)合已施工礦井實(shí)際凍土發(fā)展速度，選取霄云主、副井控制層凍土發(fā)展速度砂層向內(nèi)20mm/d、向外15mm/d，粘土層向內(nèi)16mm/d、向外13mm/d。根據(jù)設(shè)計(jì)要求表土層凍結(jié)孔最大孔間距應(yīng)控制在2.5m以內(nèi)。預(yù)計(jì)交圈時(shí)間：T‘=L/V=63天。根據(jù)掘砌速度并考慮下部凍結(jié)壁達(dá)到設(shè)計(jì)要求的時(shí)間，預(yù)計(jì)主副井試挖時(shí)間均為：T=85天；實(shí)際試挖時(shí)間應(yīng)根據(jù)水文孔實(shí)際冒水時(shí)間、凍土實(shí)際發(fā)展速度、凍結(jié)壁厚度發(fā)展情況、掘砌單位準(zhǔn)備情況及掘砌速度與凍土發(fā)展的關(guān)系，由業(yè)主、監(jiān)理、凍結(jié)單位、掘砌單位、設(shè)計(jì)院共同研究決定。4.3.2開挖后凍結(jié)時(shí)間主副井試挖至正式開挖均為為：20天、正式開挖至停機(jī)主井165天、副井165天。4.3.3凍結(jié)總工期（不含造孔）主井：85+20+165=270天；副井：85+20+165=270天4.4施工工期保證措施4.4.1科學(xué)論證、精心設(shè)計(jì)，確保技術(shù)方案和施工方案最優(yōu)，工期設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況，為安全、順利施工打好基礎(chǔ)。4.4.2投入具有豐富的深厚表土凍結(jié)經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍，采用大型螺桿式制冷凍結(jié)設(shè)備，嚴(yán)格控制造孔質(zhì)量，確保偏斜率及最大孔間距在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)，凍結(jié)管確保根根試壓試漏合格。4.4.3選擇工作能力強(qiáng)、業(yè)務(wù)素質(zhì)高的人擔(dān)任現(xiàn)場項(xiàng)目經(jīng)理，公司領(lǐng)導(dǎo)親自抓，實(shí)行項(xiàng)目法施工，成立強(qiáng)有力的現(xiàn)場施工項(xiàng)目經(jīng)理部，健全管理組織，選擇精兵強(qiáng)將，確保施工隊(duì)伍的高素質(zhì)。4.4.4采用項(xiàng)目承包制，落實(shí)各種獎(jiǎng)懲措施，充分調(diào)動(dòng)職工的積極性和創(chuàng)造性，確保施工工期如期或提前完成。4.4.5狠抓制冷系統(tǒng)安裝質(zhì)量，提高自動(dòng)化程度，提高制冷效率，保證運(yùn)轉(zhuǎn)正常，縮短鹽水降溫時(shí)間。4.4.6加快鹽水降溫速度，提高鹽水泵流量，加快凍結(jié)壁交圈速度，確保按時(shí)或提前開挖。4.4.7根據(jù)井筒凍結(jié)情況合理分配冷量，為掘砌單位創(chuàng)造好的掘進(jìn)條件。4.4.8切實(shí)做好凍結(jié)壁溫度場、凍結(jié)制冷系統(tǒng)的監(jiān)測，隨時(shí)掌握凍結(jié)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，真正做到信息化施工。第五章勞動(dòng)組織5.1項(xiàng)目管理體系按照ISO9001—2000質(zhì)量體系管理要求，切實(shí)落實(shí)項(xiàng)目經(jīng)理責(zé)任制，對凍結(jié)施工各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一管理，從組織上保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行。項(xiàng)目部組織管理系統(tǒng)如圖1：圖1項(xiàng)目部組織管理系統(tǒng)圖項(xiàng)目經(jīng)理項(xiàng)目副經(jīng)理主管工程師項(xiàng)目經(jīng)理項(xiàng)目副經(jīng)理主管工程師工程技術(shù)部經(jīng)營管理部辦公室 工程技術(shù)部經(jīng)營管理部辦公室凍結(jié)站運(yùn)轉(zhuǎn)班電工班機(jī)修班電凍結(jié)站運(yùn)轉(zhuǎn)班電工班機(jī)修班電焊班監(jiān)測班5.2項(xiàng)目部人員安排表11勞動(dòng)組織人員配備表項(xiàng)目部管理人員冷凍站施工人員合計(jì)（人）105262項(xiàng)目經(jīng)理1運(yùn)轉(zhuǎn)工30項(xiàng)目副經(jīng)理3機(jī)修工9技術(shù)負(fù)責(zé)人1電工6工程部2電焊工3經(jīng)營部2監(jiān)測工4其他1備注運(yùn)轉(zhuǎn)高峰62人5.3保證勞動(dòng)組織措施5.3.1選用過硬施工隊(duì)伍為保證霄云主、副井凍結(jié)工程的順利進(jìn)行，公司選用在濟(jì)北礦區(qū)、彭莊煤礦、濟(jì)陽煤礦施工，具有豐富的深厚表土凍結(jié)經(jīng)驗(yàn)的凍結(jié)施工隊(duì)伍，參加施工人員素質(zhì)較高，全部持證上崗，確保施工質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。5.3.2項(xiàng)目部管理人員配置該工程項(xiàng)目經(jīng)理具有壹級項(xiàng)目經(jīng)理任職資格，項(xiàng)目部主要領(lǐng)導(dǎo)均具有大?；虼髮Ｒ陨衔幕潭?，具有十幾年以上豐富的項(xiàng)目部管理經(jīng)驗(yàn)，能處理工程中發(fā)生的各種間題和事故。工程技術(shù)管理人員文化程度都在大專以上，具有專業(yè)高級、中級職稱在現(xiàn)場施工多年，其他管理人員也具有多年的管理經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目部所配人員完全能滿足該凍結(jié)項(xiàng)目的管理和施工需求。5.3.3聘請專家小組聘請具有豐富凍結(jié)、建井施工經(jīng)驗(yàn)專家、具有深厚理論功底的學(xué)者教授，成立專家顧問小組，隨時(shí)指導(dǎo)施工。第六章質(zhì)量管理體系6.1質(zhì)量目標(biāo)工程質(zhì)量：優(yōu)良。主井、副井自凍結(jié)開機(jī)至試挖均為85天。6.2質(zhì)量管理體系公司質(zhì)量保證體系組織機(jī)構(gòu)圖項(xiàng)目部質(zhì)量保證體系組織機(jī)構(gòu)圖6.3質(zhì)量管理保證措施6.3.1按照ISO9001—2000版質(zhì)量管理體系要求進(jìn)行質(zhì)量管理。6.3.2凍結(jié)管下放保證措施⑴凍結(jié)孔施工嚴(yán)格按偏斜、靶域要求及凍結(jié)深度鉆進(jìn)；⑵采用內(nèi)襯箍坡口對接焊，嚴(yán)格按《凍結(jié)管焊接作業(yè)指導(dǎo)書》進(jìn)行施焊，所有焊工均有焊工證書；⑶凍結(jié)管嚴(yán)格丈量，確保凍結(jié)管下放深度；⑷對凍結(jié)管進(jìn)行嚴(yán)格的試壓試漏，確保凍結(jié)管不滲漏。6.3.3凍結(jié)機(jī)房安裝保證措施⑴機(jī)房安裝前及運(yùn)轉(zhuǎn)前要對設(shè)備進(jìn)行檢修，保證設(shè)備完好率；⑵嚴(yán)格按《凍結(jié)機(jī)房焊接作業(yè)指導(dǎo)書》進(jìn)行焊接操作，所有焊工均有焊工證書；⑶機(jī)房安裝過程中，要嚴(yán)格按圖施工，認(rèn)真執(zhí)行《凍結(jié)站安裝施工措施》；⑷機(jī)房安裝完成后要按規(guī)范要求對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的試壓試漏、抽真空，確保整個(gè)制冷系統(tǒng)不泄漏。6.3.4凍結(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)保證措施⑴運(yùn)轉(zhuǎn)期間嚴(yán)格按《凍結(jié)站制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)操作規(guī)程》執(zhí)行，確保制冷系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，鹽水降溫符合設(shè)計(jì)要求；⑵運(yùn)轉(zhuǎn)中根據(jù)設(shè)計(jì)及實(shí)測參數(shù)隨時(shí)調(diào)整機(jī)組配比及開機(jī)量，保證運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量。6.3.5特殊施工過程經(jīng)營副總經(jīng)理凍結(jié)副總經(jīng)理安裝副總經(jīng)理管理者代表凍結(jié)管焊接是凍結(jié)施工的特殊作業(yè)過程，應(yīng)按特殊過程作業(yè)程序作業(yè)。經(jīng)營副總經(jīng)理凍結(jié)副總經(jīng)理安裝副總經(jīng)理管理者代表人力資源部綜合辦公室教培中心物流中心物資供應(yīng)站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行部市場開發(fā)部機(jī)電設(shè)備管理部工程技術(shù)部安全質(zhì)量部總工程師（副總經(jīng)理）總經(jīng)理人力資源部綜合辦公室教培中心物流中心物資供應(yīng)站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行部市場開發(fā)部機(jī)電設(shè)備管理部工程技術(shù)部安全質(zhì)量部總工程師（副總經(jīng)理）總經(jīng)理凍項(xiàng)目部安項(xiàng)目部凍項(xiàng)目部安項(xiàng)目部項(xiàng)目總經(jīng)理項(xiàng)目總經(jīng)理:質(zhì)量總負(fù)責(zé)項(xiàng)目經(jīng)理：工程質(zhì)量總負(fù)責(zé)代表項(xiàng)目經(jīng)理：工程質(zhì)量總負(fù)責(zé)代表質(zhì)量管理小組質(zhì)量管理小組凍結(jié)施工質(zhì)量負(fù)責(zé)人凍結(jié)孔施工質(zhì)量負(fù)責(zé)人綜合作業(yè)綜合作業(yè)質(zhì)量員材料供應(yīng)質(zhì)量員設(shè)備檢修設(shè)備檢修質(zhì)量員凍結(jié)孔施工質(zhì)量員凍結(jié)作業(yè)質(zhì)量員供電作業(yè)質(zhì)量員圖3項(xiàng)目部質(zhì)量保證體系第七章、凍結(jié)施工檢測、監(jiān)控7.1監(jiān)測內(nèi)容⑴凍結(jié)孔施工過程監(jiān)測；⑵凍結(jié)制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)指標(biāo)監(jiān)測；⑶凍結(jié)器工作狀況監(jiān)測；⑷凍結(jié)壁內(nèi)、外水位觀測；⑸凍結(jié)壁監(jiān)測；A．凍結(jié)壁溫度場；B．井幫位移；⑹鹽水流量、鹽水溫度監(jiān)測；⑺鹽水漏失報(bào)警；7.2監(jiān)測方案7.2.1凍結(jié)孔施工過程監(jiān)測⑴監(jiān)測目的監(jiān)測凍結(jié)孔深度、偏斜和凍結(jié)器試壓試漏情況，確保凍結(jié)孔深度、偏斜率、最大孔間距、凍結(jié)器試壓試漏符合設(shè)計(jì)要求。⑵監(jiān)測內(nèi)容對每個(gè)凍結(jié)孔鉆孔深度、偏斜進(jìn)行監(jiān)測，相鄰兩凍結(jié)孔孔間距監(jiān)測，對每個(gè)凍結(jié)器試壓試漏。⑶監(jiān)測方法鉆孔深度根據(jù)鉆具長度進(jìn)行實(shí)際計(jì)算。委派專人監(jiān)測凍結(jié)孔偏斜，凍結(jié)孔偏斜監(jiān)測分為指導(dǎo)鉆進(jìn)偏斜監(jiān)測和成孔偏斜監(jiān)測，指導(dǎo)鉆進(jìn)偏斜監(jiān)測深20～30m測斜一次，成孔偏斜每孔必測，按比例對凍結(jié)孔進(jìn)行復(fù)測。相鄰兩孔施工完后，根據(jù)測斜成果繪出不同水平偏斜圖，再找出最大孔間距。對于以上監(jiān)測內(nèi)容發(fā)現(xiàn)超過規(guī)定值者應(yīng)糾偏。凍結(jié)管耐壓試驗(yàn)壓力為：主孔、輔助孔3.6MPa,防片孔2.5Mpa，試壓時(shí)間均為45分鐘，嚴(yán)格按規(guī)范要求試壓。⑷監(jiān)測記錄單孔測斜成果單，測斜成果總平面圖；凍結(jié)管試壓試漏記錄等。7.2.2凍結(jié)制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)指標(biāo)監(jiān)測⑴監(jiān)測目的監(jiān)測氨系統(tǒng)、鹽水系統(tǒng)、清水系統(tǒng)的溫度、壓力、電流、電壓等運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，分析凍結(jié)制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，確保其安全、高效運(yùn)行。⑵監(jiān)測內(nèi)容鹽水溫度、壓力；蒸發(fā)溫度、壓力；冷凝溫度、壓力；鹽水去回路溫度、壓力；清水去回路溫度、壓力；中冷器進(jìn)出液溫度、壓力；設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)電流、電壓、吸排氣溫度、壓力、油壓、油溫；鹽水水位等。⑶監(jiān)測方法安裝期間在管路適當(dāng)位置安裝測溫元件、壓力計(jì)等，實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)測。⑷監(jiān)測儀器溫度計(jì)、壓力表、電流表等，運(yùn)轉(zhuǎn)開始后每天24小時(shí)監(jiān)測（每兩小時(shí)記錄一次），直至停機(jī)。⑸監(jiān)測記錄凍結(jié)站各種運(yùn)轉(zhuǎn)日志，繪制鹽水降溫曲線。7.2.3凍結(jié)器工作狀況監(jiān)測⑴監(jiān)測目的監(jiān)測凍結(jié)器工作狀態(tài)，確保凍結(jié)器工作正常。⑵監(jiān)測內(nèi)容凍結(jié)器鹽水去回路溫差。⑶監(jiān)測方法在每個(gè)凍結(jié)器去回路頭部處，各布置1個(gè)測溫點(diǎn)，自開機(jī)至停機(jī)每24小時(shí)巡回檢測一次，獲取正常的溫度差。。⑷監(jiān)測儀器：數(shù)據(jù)采集器、微機(jī)等。⑸監(jiān)測記錄：凍結(jié)器頭部去回路溫差記錄表。7.2.4凍結(jié)壁內(nèi)外水位監(jiān)測⑴監(jiān)測目的根據(jù)井筒內(nèi)水位、水文孔水位及井筒外地下自然水位的變化情況，判斷凍結(jié)壁是否交圈。⑵監(jiān)測內(nèi)容：井筒水位、水文孔的水位、周圍地下自然水位。⑶監(jiān)測方法三個(gè)水位采用精密水準(zhǔn)儀測定統(tǒng)一觀測高程，在水文孔內(nèi)、井筒內(nèi)、周圍農(nóng)用井內(nèi)采用電測水位儀檢測，開機(jī)50天后每天測量一次。⑷監(jiān)測儀器：電測水位儀，精度±1mm。⑸監(jiān)測記錄：水位變化記錄表、水位變化曲線。7.2.5凍結(jié)壁監(jiān)測測試系統(tǒng)的組成原則和特點(diǎn)組成原則：為簡化測試系統(tǒng)，測量溫度均以熱電偶為主，測量凍結(jié)壁壓力、凍結(jié)壁位移均統(tǒng)一采用輸出信號類型相同的傳感器。盡量選用能同時(shí)測溫和測壓力（或應(yīng)變）的傳感器，以減少傳感器的數(shù)量。凍結(jié)溫度場、凍結(jié)壓力、鹽水溫度監(jiān)測等采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、顯示技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)（簡稱“4C”技術(shù)），分層分級的結(jié)構(gòu)形式。由于采用了分散控制，集中操作，分級管理和分而自治的設(shè)計(jì)原則，計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場是充分隔離的，現(xiàn)場干擾影響不到計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)采集器放置在現(xiàn)場并采用串行通訊的方式與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，一臺上位計(jì)算機(jī)可控制多臺數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器與傳感器之間采用模塊式連接，這樣就使得現(xiàn)場測點(diǎn)分散到各模塊，模塊分散到數(shù)據(jù)采集器，構(gòu)成分級機(jī)構(gòu)形式，某一測點(diǎn)或某一模塊出現(xiàn)故障只影響相關(guān)部分，對整個(gè)系統(tǒng)沒有影響。由于數(shù)據(jù)采集器專為現(xiàn)場使用而設(shè)計(jì)，工作可靠抗干擾能力強(qiáng)，并可直接與各種傳感器連接而不需要其它變送器或外加調(diào)解電路，使用方便可靠。⑴硬件系統(tǒng)硬件由計(jì)算機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、光電隔離器、數(shù)據(jù)采集器、溫度傳感器（熱電偶）、打印機(jī)等組成（見圖4）。每臺上位計(jì)算機(jī)可控制15臺數(shù)據(jù)采集器，每臺數(shù)據(jù)采集器可帶6個(gè)通道擴(kuò)展模塊，每一通道擴(kuò)展模塊可接36個(gè)測點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)最多可接3240個(gè)測點(diǎn)。⑵軟件系統(tǒng)采用專用凍結(jié)溫度場監(jiān)測系統(tǒng)軟件包，軟件包為菜單式用戶界面,人機(jī)對話方便，數(shù)據(jù)自動(dòng)打印、存儲，同時(shí)可方便的將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送。⑶凍結(jié)壁溫度場監(jiān)測方法。在測溫孔內(nèi)布置銅康銅熱電偶串進(jìn)行測溫，掌握溫度場在豎向和徑向上的變化規(guī)律。每個(gè)測溫孔內(nèi)放一串熱電偶，根據(jù)地層情況和實(shí)際需要每間隔20～25m設(shè)一個(gè)測點(diǎn)。⑷凍結(jié)壁溫度傳感器布置主、副井在凍結(jié)壁內(nèi)外均布置4個(gè)測溫孔，每孔內(nèi)布置若干測溫點(diǎn)（粘土、砂層、及其界面），經(jīng)標(biāo)定校核后，接入數(shù)據(jù)采集器，最后集中接入微機(jī)管理系統(tǒng)。從凍結(jié)站開機(jī)始，每24小時(shí)檢測一次，直至停機(jī)。通過凍結(jié)壁溫度監(jiān)測可判斷凍土擴(kuò)展速度；凍結(jié)壁交圈、均勻與否，預(yù)測井壁與凍土零度線之間的距離。用單點(diǎn)測溫儀不定期監(jiān)測各測溫元件獲得參數(shù)的準(zhǔn)確性及井下實(shí)測井幫溫度。必要時(shí)在水文孔、凍結(jié)孔內(nèi)進(jìn)行縱向測溫。依據(jù)測溫資料，組織專家定期分析研究凍結(jié)溫度場變化，以指導(dǎo)、調(diào)整、加強(qiáng)冷量配備。測溫孔布置示意圖見凍結(jié)孔平面布置圖。7.2.6井幫位移⑴監(jiān)測方法使用掛線垂球鋼尺法或收斂計(jì)法進(jìn)行井幫位移的測量。掛線垂球鋼尺法將系有鋼球的線索懸掛于外壁的鋼筋鉤上，以此線索為基準(zhǔn)用鋼尺測出不同時(shí)刻各測點(diǎn)至線索的距離，即凍結(jié)壁各位置隨時(shí)間變化的位移值。收斂計(jì)法是測量二點(diǎn)間長度變化的儀器，先將二個(gè)測點(diǎn)固定在凍結(jié)壁上，然后將儀器的一端通過球絞點(diǎn)與一個(gè)測點(diǎn)相連，另一端通過鋼尺的掛鉤與凍結(jié)壁上的另一測點(diǎn)相連，通過彈簧給鋼尺施加一定的拉力，如果兩測點(diǎn)間有位移則鋼尺的拉力變小。通過彈簧將拉力加到原來值，就可在百分表讀出兩測點(diǎn)間的位移值。⑵井幫位移測點(diǎn)布置：在凍結(jié)壁內(nèi)側(cè)沿圓周方向等間距布置位移4個(gè)測點(diǎn)，使用垂球法和收斂儀測量開挖后凍結(jié)壁在井幫處位移，井幫位移測量與井筒掘砌相對應(yīng)，作到每班專人測量記錄。7.2.7鹽水流量、鹽水溫度監(jiān)測。⑴監(jiān)測裝置溫度檢測裝置采用DT-100型溫度測試計(jì)算機(jī)集散系統(tǒng)。流量測量采用渦街式流量傳感器配合流量積算儀，單根凍結(jié)管使用內(nèi)徑Ф60mm的流量傳感器，量程0～50m3/h。鹽水干管（總管）使用內(nèi)徑Ф350mm的流量傳感器，量程0～1800m3/h。流量計(jì)型號：LUGE-60型和LUGE-350型(江蘇宜興神鷹)。⑵溫度、流量傳感器布置為檢測低溫鹽水去、回路溫度，在鹽水干管去、回路上安裝熱電偶溫度傳感器，測量去、回路溫差。內(nèi)徑Ф60mm的流量傳感器布置在地溝槽內(nèi)，每個(gè)凍結(jié)器上留有接口，根據(jù)需要可隨時(shí)測量每個(gè)凍結(jié)管的鹽水流量，需4臺。內(nèi)徑為Ф350mm的流量傳感器布置在去路鹽水干管上，需4臺。7.2.8鹽水漏失報(bào)警。使用多點(diǎn)巡檢報(bào)警器對凍結(jié)站中所有鹽水箱的鹽水液位進(jìn)行巡回檢測，其巡檢頻率不低于10點(diǎn)/秒，一旦發(fā)現(xiàn)某一鹽水箱的液位低于設(shè)定值即發(fā)出聲光報(bào)警。液位傳感器布置：液位計(jì)安裝在每一個(gè)鹽水箱內(nèi)，通過屏蔽電纜將信號傳送到多點(diǎn)巡檢報(bào)警器上。共需液位計(jì)5臺。上級計(jì)算機(jī)7.3監(jiān)測系統(tǒng)流程圖（圖5）上級計(jì)算機(jī)傳感器人工測量數(shù)據(jù)采集器人工記錄數(shù)數(shù)據(jù)交換器數(shù)據(jù)鍵盤輸入入現(xiàn)場計(jì)算機(jī)輸出結(jié)果優(yōu)化和調(diào)整繼續(xù)原設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與施工傳感器人工測量數(shù)據(jù)采集器人工記錄數(shù)數(shù)據(jù)交換器數(shù)據(jù)鍵盤輸入入現(xiàn)場計(jì)算機(jī)輸出結(jié)果優(yōu)化和調(diào)整繼續(xù)原設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與施工第八章、技術(shù)保證措施8.1預(yù)防及處理凍結(jié)管斷裂深厚粘土層凍結(jié)井凍結(jié)關(guān)鍵在于如何防止凍結(jié)管斷裂，根據(jù)附近金橋、花園及梁寶寺、濟(jì)西等國內(nèi)外深厚表土層凍結(jié)礦井經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并結(jié)合霄云主、副井實(shí)際，采取以下防斷管措施：⑴先從設(shè)計(jì)入手，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)凍結(jié)壁厚度、凍結(jié)壁平均溫度、井幫溫度及凍結(jié)管布置方式。⑵采用靶域施工，防止凍結(jié)管向內(nèi)偏斜值過大。A．鉆孔垂直度：鉆孔垂直度：300m以上鉆孔偏斜率≤2.0‰；300m以下按靶域施工,靶域半徑0.7m,凍結(jié)孔向內(nèi)偏斜≤300mm。最大孔間距表土段：外圈孔≤2.5m，中圈、內(nèi)圈、防片孔按偏斜及靶域要求；基巖段≤4.5m。以上條件必須同時(shí)滿足B．孔位偏值：徑向向外0～25㎜，切向±25㎜。C．鉆孔深度必須保證凍結(jié)管下管深度不得小于設(shè)計(jì)深度0.5m。⑶通過有效監(jiān)測方式，確保掘至深厚粘土層時(shí)，凍結(jié)壁有效厚度、強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)和施工安全要求。⑷根據(jù)凍土試驗(yàn)資料，在抗壓強(qiáng)度低、蠕變變形大的粘土層采用小段高、減少井幫暴露時(shí)間的方式快速通過，通過后迅速套筑內(nèi)壁。⑸加強(qiáng)凍結(jié)壁位移、井幫位移監(jiān)測，及時(shí)確定合理的掘砌段高和暴露時(shí)間，嚴(yán)格控制凍結(jié)壁內(nèi)表面位移量，使其小于50mm。⑹在通過深厚粘土層前，降低鹽水溫度達(dá)到-33℃左右，降低凍結(jié)壁平均溫度，強(qiáng)化凍結(jié)，提高凍結(jié)壁強(qiáng)度。⑺嚴(yán)格控制凍結(jié)管材質(zhì)量，選用20#優(yōu)質(zhì)低碳鋼無縫鋼管(GB8163—99)；選用大直徑、厚皮凍結(jié)管，規(guī)格為φ140×6、φ159×7㎜，確保凍結(jié)管的韌性和強(qiáng)度。⑻凍結(jié)管采用內(nèi)襯箍坡口對接焊，接頭強(qiáng)度提高達(dá)30%，達(dá)到母材的90%以上。⑼減少凍結(jié)管溫度應(yīng)力A．開機(jī)運(yùn)行至鹽水溫度降到-2℃左右，運(yùn)轉(zhuǎn)3～5天，讓凍結(jié)管在泥漿還未凍結(jié)未及抱住情況下，充分自由收縮。然后鹽水驟然降至-8℃以下，讓凍結(jié)管在短時(shí)間內(nèi)急速收縮。這樣凍結(jié)管1/2收縮量為自由狀態(tài)收縮量，拉應(yīng)力遠(yuǎn)小于鋼管抗拉強(qiáng)度，為安全狀態(tài)。B．配管時(shí)，有意錯(cuò)開接頭位置，使所有凍結(jié)管接頭的2/3不在同一水平上，上下錯(cuò)開3～5m，也可避免應(yīng)力集中。⑽鹽水循環(huán)措施：深厚粘土層凍結(jié)的關(guān)鍵在中、下部凍結(jié)壁厚度、強(qiáng)度能否滿足施工要求，為此在施工中主孔、輔助孔鹽水始終采用正循環(huán)，優(yōu)先加強(qiáng)中下部凍結(jié)；防片孔采用反循環(huán)。⑾加大鹽水流量，降低鹽水溫度采用大流量、高揚(yáng)程鹽水泵，加大鹽水流量，向井下輸送更多的冷量。提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率，加快鹽水降溫速度，從而加快凍土發(fā)展速度，提高凍結(jié)壁強(qiáng)度。⑿加強(qiáng)鹽水箱水位觀測，并設(shè)置報(bào)警裝置，及時(shí)發(fā)現(xiàn)因凍結(jié)管斷裂引起的鹽水漏失。⒀必要時(shí)凍結(jié)孔采用單孔回液方式，既可直觀檢測凍結(jié)孔鹽水流量，便于在凍結(jié)管出現(xiàn)斷裂、供液管及回液管堵塞時(shí)，及時(shí)查明哪個(gè)孔出現(xiàn)問題，采取處理措施；又能減少回液阻力，提高鹽水流量；⒁準(zhǔn)備好2個(gè)孔的套管，以備急需。8.2凍結(jié)管下放由于霄云主、副井表土層厚度大，粘土層埋藏深且單層厚度大，在粘土層鉆孔可能縮徑，為提高凍結(jié)管下放質(zhì)量和速度，采取以下措施加快凍結(jié)管下放：⑴凍結(jié)管在地面兩兩對焊，增加節(jié)長（≤18m），減少井口焊接時(shí)間；⑵改造鉆機(jī)鉆架，鉆架高度≥24m，確保凍結(jié)管提升高度；⑶提前將下放凍結(jié)管運(yùn)到鉆機(jī)附近，減少額外作業(yè)時(shí)間；⑷采用自動(dòng)抱卡，加快井口作業(yè)時(shí)間；⑸凍結(jié)管隨下隨注水，提高凍結(jié)管自重；⑹電焊工持證上崗，在保證焊接質(zhì)量的前提下，加快焊接速度；減少中間試壓次數(shù)，嚴(yán)格檢查凍結(jié)管質(zhì)量，保證最后試壓成功。⑺第一根管焊好底錐，對所有凍結(jié)管要嚴(yán)格檢查、丈量、編號、配組，丈量尺寸和打壓試漏要專人記錄，對每一個(gè)孔派專人現(xiàn)場驗(yàn)收，合格后方準(zhǔn)下入。⑻項(xiàng)目部組織對凍結(jié)孔進(jìn)行逐孔二次復(fù)核試壓，試壓要求同初次打壓，此時(shí)由公司組織有關(guān)人員對凍結(jié)孔抽查驗(yàn)收。8.3井筒開挖條件⑴水文孔有規(guī)律上升并溢出地面后7～10天；⑵根據(jù)測溫孔溫度推算，所有含水層的凍結(jié)壁已全部交圈。⑶按不同水平、不同地層的凍結(jié)速度以及凍結(jié)壁的平均溫度推算，在井筒掘砌過程中，每一水平的凍結(jié)壁厚度和強(qiáng)度均能符合設(shè)計(jì)要求。⑷先期施工鎖口的并揭露地下水位的井筒，井筒水位有規(guī)律上升并高出井筒周圍小井自然地下水位500mm以上。8.4凍結(jié)與掘砌配合⑴凍結(jié)為掘砌提供A．足夠厚度和強(qiáng)度的凍結(jié)壁抵抗外力，封堵住動(dòng)水流砂，控制凍土蠕變，確保井筒掘砌施工安全。B，凍為掘服務(wù)，確保安全、可靠，創(chuàng)造最佳掘砌施工條件。⑵掘砌為凍結(jié)確保A．試挖段高≤1.5m，控制層及深厚粘土層段高≤2.0m，空幫時(shí)間小于24小時(shí)，必要時(shí)段高和暴露時(shí)間還要縮小。B．基巖段放炮時(shí)嚴(yán)格限制周邊眼深度、角度及總體裝藥量，嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行。放炮時(shí)應(yīng)通知凍結(jié)站，加強(qiáng)鹽水觀測，防止震斷凍結(jié)管泄漏鹽水。C．掘砌中水文孔上端加蓋，不可人為堵塞，保護(hù)好水文孔暢通無阻。D．為凍結(jié)檢測人員下井提供方便條件，保證正常檢測。8.5凍結(jié)站安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)安裝期間嚴(yán)格執(zhí)行《凍結(jié)站安裝施工措施》及有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；安裝完成后要對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的試壓試漏、抽真空，確保整個(gè)制冷系統(tǒng)不泄漏。運(yùn)轉(zhuǎn)期間嚴(yán)格按《凍結(jié)站制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)操作規(guī)程》執(zhí)行。8.6水文孔、測溫孔技術(shù)要求⑴水文孔：花管位置一定要下到層位，花管部位先包一層塑料紗窗布再包二層棕皮，外裹一層25目鐵紗布，每隔100㎜用18#鐵絲纏捆一道，再每隔1m用10#鐵絲扎一道。⑵擴(kuò)孔時(shí)選用大于水文管50㎜的鉆頭擴(kuò)孔、泥漿稍稀，沖洗干凈，待水文管下到底，再下一趟巖芯管，注入清水沖洗水文孔。⑶測溫孔施工要求同凍結(jié)鉆孔，因測溫管不打壓（決不能灌水）焊接質(zhì)量要嚴(yán)格保證，不能滲漏。8.7合理化建議8.7國內(nèi)外深厚粘土層凍結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)表明，在深厚粘土層中掘進(jìn)段高和暴露時(shí)間的控制尤為關(guān)鍵，特別是那些含水量低凍結(jié)難度大、凍脹量大、膨脹性強(qiáng)的粘土層，應(yīng)按設(shè)計(jì)和安全規(guī)范要求的段高和暴露時(shí)間掘砌，確保凍結(jié)壁變形量在控制范圍之內(nèi)。8.7對霄云副井這樣的超深厚表土凍結(jié)井，為保護(hù)外壁的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和凍結(jié)壁的有效凍結(jié)時(shí)間，應(yīng)根據(jù)凍結(jié)監(jiān)測的實(shí)際情況確定開挖時(shí)間和掘砌指標(biāo)，不宜追求早開挖和高速度。8.7在凍脹量大、膨脹性強(qiáng)、難凍結(jié)的深厚粘土層中，外壁施工后土層繼續(xù)凍脹和回凍是不可避免的，單靠延長凍結(jié)時(shí)間，把凍結(jié)壁井幫溫度降到很低，減少凍脹是不現(xiàn)實(shí)的，為減少凍脹和凍結(jié)壁變形對外壁的破壞可采取添加早強(qiáng)劑等措施提高外壁混凝土早期強(qiáng)度，抵抗因凍結(jié)壁變形和土層凍脹對外壁造成的壓力。8.7第九章安全、文明、環(huán)保 9.1安全生產(chǎn)9.1.1安全目標(biāo)負(fù)傷率零，重大機(jī)電事故率零，杜絕火災(zāi)、爆炸等事故9.1.2安全保證措施⑴安全管理措施①堅(jiān)持“安全第一”的方針不動(dòng)搖，做好各項(xiàng)預(yù)防工作。②實(shí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，專人負(fù)責(zé)，建立健全各項(xiàng)安全規(guī)章制度，切實(shí)嚴(yán)格執(zhí)行。③建立安全保證體系，使之有效運(yùn)行。④抓好安全教育、技術(shù)培訓(xùn)，工作人員必須持證上崗。⑤設(shè)立專職安監(jiān)員，建立安全檢查制度、獎(jiǎng)懲制度，真正做到齊心協(xié)力、齊抓共關(guān)。⑥認(rèn)真貫徹霄云礦井、新陸公司各種安全措施，并落實(shí)到實(shí)處。⑦設(shè)備要加強(qiáng)維修和保養(yǎng)，保證設(shè)備完好率及其運(yùn)行安全。⑧加大安全投入，保證安全設(shè)施、設(shè)備完好，安全警示牌放在醒目位置。⑵冬雨季施工措施①冬季施工措施A．混凝土施工時(shí)應(yīng)提高入模溫度，必要時(shí)添加防凍劑。B．職工勞保用品及時(shí)發(fā)放，做好防凍、防滑工作。C．清水系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)應(yīng)放出管路、設(shè)備中的水，防止凍裂。D．冬季取暖時(shí)應(yīng)做好防火工作。②雨季施工措施A．除溝槽外，其它臨時(shí)設(shè)施內(nèi)地坪均要高于室外地坪，并考慮當(dāng)?shù)厮?，防止進(jìn)水。B．各種防洪、排水設(shè)施、設(shè)備齊全，做到有備無患。C．臨時(shí)設(shè)施、凍結(jié)機(jī)房、生活住房等應(yīng)做好防滲、防漏、防水（如地溝槽、鹽水干管溝槽等）。D．各種電器設(shè)備必須做好防雨、防水處理。E．避雷裝置、設(shè)施完善試驗(yàn)合格，以防雷電。F．室外施工時(shí)戴好雨具，以防引發(fā)疾病。9.2文明施工9.2.1認(rèn)真執(zhí)行霄云礦井及新陸公司關(guān)于文明施工的標(biāo)準(zhǔn)及管理制度，展現(xiàn)企業(yè)文明形象。9.2.2施工場地管理措施⑴建立健全各種規(guī)章制度、崗位責(zé)任制，項(xiàng)目部專人負(fù)責(zé)。⑵嚴(yán)格按設(shè)計(jì)施工，不準(zhǔn)亂搭亂建。⑶凍結(jié)站安裝必須嚴(yán)格按圖施工，管道、閥門布置在滿足工藝要求的情況下要整齊美觀，標(biāo)志清楚。⑷施工設(shè)備刷漆一新，排列整齊，標(biāo)志牌按規(guī)定懸掛齊全。⑸材料堆放要整齊，標(biāo)記要清楚。⑹生活區(qū)、臨時(shí)設(shè)施布置合理，統(tǒng)一規(guī)劃。⑺各種宣傳牌匾排列整齊、統(tǒng)一懸掛。9.3環(huán)境衛(wèi)生及環(huán)境保護(hù)9.3.1環(huán)境目標(biāo)廢舊材料回收率100%；采用蒸發(fā)式冷凝器實(shí)現(xiàn)冷卻水循環(huán)使用確保無液氨泄漏污染事故；施工結(jié)束后，液氨全部回收，確保無污染。9.3.2環(huán)境衛(wèi)生管理措施⑴加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)、環(huán)境衛(wèi)生的宣傳教育。⑵落實(shí)門前三包、責(zé)任到人，實(shí)行環(huán)境衛(wèi)生責(zé)任制。⑶做好“廢水”、“廢料”的處理工作。⑷保護(hù)各種公共設(shè)施安全。⑸采取有效措施消音、隔音，盡可能減少噪音污染。⑹做好衛(wèi)生保健工作，防止各種疾病。9.3.3環(huán)境保護(hù)措施⑴氨系統(tǒng)嚴(yán)格試壓試漏，謹(jǐn)防泄漏造成空氣污染，以防慢性中毒。制定泄露應(yīng)急措施，停止運(yùn)轉(zhuǎn)后剩余液氨盡可能回收。⑵凍結(jié)孔施工廢棄泥漿指定專門地點(diǎn)排放，防止污染周圍環(huán)境。⑶冷卻水排放凍結(jié)冷卻水不含任何污染，盡管如此仍應(yīng)經(jīng)常觀察，控制排放水質(zhì)量，避免造成不必要的環(huán)境影響。⑷鹽水處理氯化鈣鹽水在凍結(jié)工程結(jié)束后，對其進(jìn)行妥善的處理，避免造成環(huán)境的污染。⑸施工中盡量避免挖土方和大量抽水影響周圍建筑、結(jié)構(gòu)，不得已時(shí)，制定相應(yīng)措施確保周圍建筑物穩(wěn)定。第十章附圖、表附表1霄云主、副井凍結(jié)大臨工程項(xiàng)目明細(xì)表序號單項(xiàng)工程名稱單位工程量（m2）施工單位一打鉆工程M/孔67941/1631灰土盤項(xiàng)22下凍結(jié)管M/孔63306/1513下測溫管M/孔3510/84下水文管M/孔11255下供液管M63308二工業(yè)建筑大臨M274251凍結(jié)機(jī)房M2長120×寬60=72002交接班室M2303倉庫及機(jī)電焊修室M2604材料棚M21205測溫室M2156水源井口27清水池項(xiàng)18凍結(jié)站設(shè)備基礎(chǔ)項(xiàng)9鹽水干管溝槽砌筑項(xiàng)210地溝槽砌筑項(xiàng)2項(xiàng)11排水溝砌筑項(xiàng)待定12三民用建筑大臨M21生活區(qū)占地面積M2長60×寬50=30002M2附表2霄云主、副井凍結(jié)站主要凍結(jié)施工設(shè)備表序號名稱型號單位數(shù)量性能備注1壓縮機(jī)PLG25ⅢTA臺152壓縮機(jī)KA20CBY臺153蒸發(fā)器LZ—240臺304中冷器ZL—10臺105氨油分離器YF—200TL臺86氨液分離器AF—1400臺207氨貯液器ZA—5.0臺58蒸發(fā)式冷凝器EVX—Ⅱ—340臺159虹吸罐UZA1.0臺310集油器YF—100（代）臺411空氣分離器KF—2臺412濾油機(jī)臺213油泵臺214變壓器S9-2500KVA10/0.4臺215變壓器S9-1600KVA10/0.4臺416鹽水泵12SH—6A臺617恒溫干燥箱H12臺118電動(dòng)水壓泵臺419潛水泵25M3/h臺420電動(dòng)坡口機(jī)臺421井用潛水泵250QJ100—18/1臺223井用潛水泵250QJ88—80/8臺224附表3霄云主、副井凍結(jié)站壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)臺班表井別運(yùn)轉(zhuǎn)方式配組鹽水溫度(℃)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間(d)備注PLG25ⅢTA15臺KA20CBY15臺主井單級KA20CBY7臺正溫3雙級PLG25ⅢTA7臺KA20CBY7臺～-15～-28～-34232開機(jī)85天試挖掘砌至421m雙級PLG25ⅢTA5臺KA20CBY5臺～-2535掘砌至460m套壁正常副井單級KA20CBY7臺正溫3雙級PLG25ⅢTA8臺KA20CBY8臺～-15～-28～-34230開機(jī)85天試挖掘砌至404m雙級PLG25ⅢTA5臺KA20CBY5臺～-2537掘砌至460m套壁正常霄云煤礦主、副井凍結(jié)設(shè)計(jì)方案兗礦集團(tuán)新陸公司2005年9月目錄TOC\o"1-3"\u第一章項(xiàng)目摘要 31.1項(xiàng)目基本情況 31.2建設(shè)目標(biāo) 31.3建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模 41.4產(chǎn)品及去向 41.5效益分析 4第二章項(xiàng)目建設(shè)的可行性和必要性 52.1建設(shè)的必要性 52.2建設(shè)的可行性 52.3編制依據(jù) 62.4編制原則 9第三章項(xiàng)目建設(shè)的基礎(chǔ)條件 93.1建設(shè)單位的基本情況 93.2項(xiàng)目的原料供應(yīng)情況 103.3地址選擇分析 10第四章產(chǎn)品 114.1沼氣 114.2沼氣產(chǎn)量確定 124.3有機(jī)肥 134.4產(chǎn)品去向 13第五章沼氣工程工藝設(shè)計(jì) 145.1工藝參數(shù) 145.2處理工藝選擇 145.3工藝流程的組成 155.4厭氧處理工藝選擇與比較